输入等效噪声电压与等效噪声电流

有源器件的输入等效噪声是一个虚构的量，它不能在电路的输入端实际测量到，它只是在输出端测量到的噪声除以电路增益，而等效到输入端，目的是便于比较不同电路的噪声特性。
在以上的讨论中，我们假定了输入参考噪声可以用与输入串联的一个电压源来模拟。如果电路的输入阻抗不是非常大，且信号源的源阻抗并不是可忽略，那么这种表示一般是不完善的。要知道原因，可以考虑图(a)的共源级电路，这里Cin表示输入电容，为简单起见忽略1/f噪声。由式计算得到电路的输入参考噪声电压为8kT/( 3gm)十4kT/(gmgmRD)。现在假设前级电路用一个有感性输出阻抗的戴维南等效电路来模拟(图b)，为计算噪声把电路简化为如图©所示，我们尝试找出当L1增加时的输出噪声。由于电压分配在sL1和1/( sCin)上，Vn在M1栅极上的影响以及因此在输出端的影响，随L1趋于无穷大时变成零。但是，这个结果是错误的，因为电路的输出噪声等于(8kT/3)gmRD*RD+4kTRD，并且与L1和Cin无关。

让我们对讨论的问题进行总结。如果电路的输入阻抗有限，仅用一个电压源模拟输入参考噪声，意味着当信号源Vn的阻抗变大时输出噪声趋于零，这是个错误的结论。

为解决这个问题，我们用一个串联电压源接一个并联电流源一起来模拟输入参考噪声，如图(d)所示，这样如果前级电路的输出阻抗假设值很大,从而减小了Vn的作用,但In的在输入端产生噪声。可以证明，用Vn和In一起表示输入噪声是必需的，并且足以表示任何线性二端口电路的噪声。

我们如何计算Vn和In呢？因为对于任何信号源阻抗,该模型都是正确的，所以考虑两种极限情况：信号源阻抗为零和无穷大。如图(e)所示，如果信号源阻抗是零，In不产生电压对输出噪声没有影响，在这种情况下测出的输出噪声仅由Vn产生。同样地，如果输入是开路的(图f)，那么Vn对输出没有影响，而输出噪声仅由In产生。即：输入端信号源内阻足够小或短路时，测的输出噪声除以增益，就是Vn。而信号源开路时，测的输出噪声除以增益，就是In。一般情况下使用Vn/In共同模拟输入噪声。

关注微信公众号: RiscV与IC设计